第3回生成AIなんでもLT会資料の公開資料です。

1. 動画生成AIによるシミュレーション動画は
物理法則を満たしているのか？
株式会社ARISE analytics
だだちゃ豆@dadacha__mame (noteアカウント名)
2024/3/10
©2023 ARISE analytics Reserved.
【第3回】 生成AIなんでもLT
会

2. 会社紹介
©2023 ARISE analytics Reserved.

3. ARISE analyticsとは？
©2023 ARISE analytics Reserved. 2
• 社名
• 資本構成
• 営業開始
• 所在地
• 役員
• 社員数
： 株式会社ARISE analytics
： KDDI 85% Accenture 15%
： 2017年4月1日
： 渋谷区 渋谷2-21-2 渋谷ヒカリエ31F
： 代表取締役社長 家中 仁 / KDDI
： 137名/業務委託・派遣含め約500名
※2023年9月末
会社概要 事業領域
国内最大級350名を超えるデータサイエンティストが活躍

4. LT
©2023 ARISE analytics Reserved.

5. OpenAIによる動画生成AI Sora
©2023 ARISE analytics Reserved. 4
https://openai.com/sora より引用
2024年2月15日にOpenAI社が動画生成AI Soraを公開した。
ビジュアル品質を維持し、ユーザーのプロンプトに忠実に最大1分のビデオを
生成できる。
Prompt: Beautiful, snowy Tokyo city is bustling. The camera moves through the bustling city street,
following several people enjoying the beautiful snowy weather and shopping at nearby stalls.
Gorgeous sakura petals are flying through the wind along with snowflakes.

6. OpenAIによる動画生成AI Sora
©2023 ARISE analytics Reserved. 5
https://openai.com/sora より引用
以下の一文が気になった。
We’re teaching AI to understand and simulate the physical world
in motion, with the goal of training models that help people solve
problems that require real-world interaction.
私たちは、AIに物理世界の動きを理解しシミュレートすることを
教えています。その目標は、現実世界の相互作用を必要とする問
題を解決するのに役立つモデルを訓練することです。(ChatGPT
による日本語訳)

7. OpenAIによる動画生成AI Sora
©2023 ARISE analytics Reserved. 6
https://openai.com/sora より引用
以下の一文が気になった。
We’re teaching AI to understand and simulate the physical world
in motion, with the goal of training models that help people solve
problems that require real-world interaction.
(私たちは、AIに物理世界の動きを理解しシミュレートすることを
教えています。その目標は、現実世界の相互作用を必要とする問
題を解決するのに役立つモデルを訓練することです。)
いったい、どこまで物理世界の動きを理解できているの
か？

8. 物理学的観点から考えてみる。
©2023 ARISE analytics Reserved. 7
図は、https://vis-tech.site/［流体］ゼロから分かるエネルギー保存の法則/ より引
用
最も基本的な物理法則として保存則がある。例えば、エネルギー保存則を考え
てみる。
形態は変われど、エネルギーは一定。
エネルギー保存則の概念図

9. 物理学的観点から考えてみる。
©2023 ARISE analytics Reserved. 8
図は、https://vis-tech.site/［流体］ゼロから分かるエネルギー保存の法則/ より引
用
最も基本的な物理法則として保存則がある。例えば、エネルギー保存則を考え
てみる。
形態は変われど、エネルギーは一定。
エネルギー保存則の概念図
保存則が成り立つことをどう確認する？

10. 対称性
保存則
ネーターの定理
©2023 ARISE analytics Reserved. 9
ネーターの定理から、系に連続的な対称性がある場合、対応する保存則が存在
するということが分かっている。
エネルギー保存則
運動量保存則
ネーターの定理
時間対称性
空間(並進)対称性
系に連続的な対称性がある場合、
対応する保存則が存在する。
・
・
・
・
・
・

11. 対称性とは？
©2023 ARISE analytics Reserved. 10
対称性があるとは、時間や空間などの変化があった際に物理系の性質が変わら
ないこと。
時間対称性がある 時間対称性がない
時間対称性の例 空間対称性の例
空間対称性がある 空間対称性がない
t秒後
時間が経っても性質
は変わらない
時間が経つと車が消
える（性質が変わ
る）
どの方向に進んだとし
ても、性質は変わらな
い
特定方向に進むと、車が消
える（系の性質が変わる）
ある方向に進
む
ある方向に進
む
t秒後

12. 対称性とは？
©2023 ARISE analytics Reserved. 11
対称性があるとは、時間や空間などの変化があった際に物理系の性質が変わら
ないこと。
対称性がある 対称性がない
時間対称性の例 空間対称性の例
対称性がある 対称性がない
t秒後 t秒後
時間が経っても性質
は変わらない。
時間が経つと車が消
える（性質が変わ
る）
どの方向に進んだとし
ても、性質は変わらな
い。
特定方向に進むと、車が消
える（系の性質が変わる）
「時空間の対称性がある」 = 「時空間の変化に対して一貫性がある」 動画 は、
基本的な物理法則であるエネルギー保存則と運動量保存則が成り立っているので
は？

13. 定量的な評価を行っている事例 (概要)
©2023 ARISE analytics Reserved. 12
※ https://arxiv.org/abs/2402.17403
AIが生成した動画を3Dモデル化した上で幾何学的な類似度を評価することで、
定量的な評価を行う研究※が行われている。
AIが生成した動画 3Dモデル化 幾何学的な類似度を評価
概要

14. 定量的な評価 (実験設定)
©2023 ARISE analytics Reserved. 13
図は https://arxiv.org/abs/2402.17403 より引用
同一プロンプトにより生成した動画を、5つの評価指標で評価している。
評価対象
同一プロンプトを用いて3つのAIでそれぞれ動画生
成
評価指標
num_pts
num_inliers_F
keep_ratio
mse
mean_err
指標 概要
初期マッチングポイントの総
数
フィルタリング後に保持され
たマッチングポイントの総数
上記の比率
幾何学的距離の平均誤差
幾何学的距離の平均二乗平方
根誤差

15. 定量的な評価 (結果)
©2023 ARISE analytics Reserved. 14
図は、https://arxiv.org/abs/2402.17403 より引用
Soraが幾何学的な一貫性において、驚異的な性能を示している。

16. 定性的な評価 (うまくいってそうな例)
©2023 ARISE analytics Reserved. 15
https://openai.com/sora より引用
時空間の変化に対する一貫性があり、物理法則が成り立っていそう。

17. 定性的な評価 (うまくいってなさそうな例)
©2023 ARISE analytics Reserved. 16
https://twitter.com/sama/status/1758219575882301608 より引用
スプーンが現れたり消えたりしており、物理法則が破綻していそう。

18. まとめ
©2023 ARISE analytics Reserved. 17
• 物理学的な観点から動画生成AIの性能を確認した。
• Soraは物理学的な観点からも、驚異的な性能を持つAIだということが改
めて分かった。
• だたし、Soraであっても複雑な条件下では物理法則が破綻してしまって
いる事例も見られた。
• 個人的に、
• 重力加速度は一定か？など、別の物理学的な観点からも検証したい。
• 今後の動画生成AIの発展に期待したい。